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1动物福利的含义
所谓动物福利,主要是指让动物在健康快乐的状态下生存、繁衍、活动,在饲养过程中要保证动物无疾病、无行为异常、无心理紧张等,反对任何形式的屠杀和虐待。动物福利概括起来包括五个方面,一是生理福利,也就是让动物免受饥渴;二是环境福利,也就是让动物有生活舒适的住所;三是卫生福利,也就是尽可能地让动物免受痛苦、伤害和疾病;四是行为福利,也就是要确保动物表达出所有自然行为;五是心理福利,也就是让动物免受恐惧和不安。
在实验过程中为了保障动物福利的实施,英国动物学家William和微生物学家Rex Burch于1959年提出了动物实验的3R原则,从而将动物福利进一步具体化。该原则包括替代、减少、优化三个方面。替代是指在保证实验效果相同的前提下,用没有知觉的实验材料来代替活体动物进行实验,如组织细胞培养、各种离体实验或计算机模拟实验等,或者用低等动物替代高等动物进行实验。减少是指某一研究方案没有可行的替代方法时,则应把动物的使用数量降低到实现科研目的所需的最小量。优化是指在必须使用动物进行实验时,尽量精选实验动物、技术路线和实验手段,优化实验操作技术,减少或减轻实验过程中给动物造成的损伤、疼痛和不安,使动物实验得出科学的结果。目前,3R原则已成为实验动物福利的重要内容,被广泛应用于动物实验中。
2基础医学动物实验教学现状
基础医学所属的生理学、病理生理学及药理学均为实验性科学,实验教学占有重要的比例,其中绝大多数实验课程要使用实验动物。由于以往忽视动物伦理学的教育,在实验教学中笔者发现部分学生对实验动物福利问题关注了解不够,常有多用滥用实验动物、实验操作不规范给实验动物造成不必要的恶性刺激等问题出现,而有些实验过程的设计亦不符合动物福利的要求。例如传统方法中小鼠的处死常用颈椎脱臼方式,这就给动物带来了极大的痛苦;还有在离体小肠平滑肌实验中,为了避免麻醉药物影响小肠平滑肌的生理活性,实验人员常采用木槌猛击家兔脑后枕部使其昏迷,然后实施手术取出小肠,这样也会给动物带来不应有的恶性刺激,以上这些实验方法都有待于完善。
在实验教学过程中,我们还发现有部分学生抱着朴素的动物保护意识,主张对实验动物进行无条件的保护,反对使用和接触实验动物,亦拒绝学习动物实验的各项技能,从而使实验教学无法达到预期的目标。
3动物福利背景下实验教学改革
3.1在实验教学与准备中引入3R原则 近年来,3R原则因为其自身的科学性和可操作性巳被广泛应用于动物实验中,这一原则不仅可以有效地维护动物福利,还能使动物实验结果更加准确,实验费用进一步降低,具有很强的可行性。
在每次动物实验之前,应对所需实验动物的数量进行精确计算,即在确保获得同样实验结果的基础上减少动物数量,尽量避免动物滥用,提高每只动物的利用率。例如在实验准备时教师要根据实验人数和分组情况来订购实验动物,这样既能使每位学生都有练习的机会,又不至于浪费动物;对于实验过程相似的项目,应倡导合并到一起来完成,甚至可以打破传统上的学科界限,开设跨学科的综合实验项目,这样既减少了动物的使用数量,又使学生对综合知识有了更加深刻地理解。
以重复性的验证实验为主是以往动物实验教学的一大特点,而现代计算机模拟技术的发展,在一定程度上为3R原则中替代原则的实施提供了可能性。目前,已开发成功的离体蛙心灌流系统、离体小肠平滑肌系统均能很好地模拟观察各种体液环境及药物对离体心脏及小肠平滑肌活动的影响。这些模拟系统通过图片、动画及音视频等方式让学生们在不用实验动物的前提下来熟悉实验步骤,了解实验现象,从而达到实验教学的目的。而对于必须使用动物的综合性实验项目,笔者倡导尽量使用低等的小型动物来做实验,避免使用高等的大型动物。
优化实验程序也是减少动物痛苦感的一个重要手段。在实验开始之前,教师要让学生做好课前预习或观看教学录像,使学生在动手操作前就已充分熟悉动物麻醉、药物注射、动物解剖等实验步骤的要求,并在进行实验之前,向学生讲解实验动物为人类做出的牺牲和贡献,从而培养学生树立动物福利的理念,尊重实验动物的基本权利,在实验课堂内形成一种强烈的关爱动物的氛围。在实验操作中,要正确、温和地对待动物,杜绝虐待行为。例如抓取、固定动物时要严格按照动物福利标准化操作规程(SOP)进行;实施动物手术操作时,应术前麻醉,术后护理,尽量减少动物痛苦。此外,要充分利用无创血压、心电描记等无创伤手段来进行相关实验,在保证动物重复使用的同时减轻动物的痛苦。
3.2培养高素质实验教师 在动物实验教学中培养学生的动物福利观念,教师的以身作则尤为重要。作为一名实验教师,在教授实验课的同时,还要不断学习相关学科的知识,包括动物保护立法、动物饲养管理、动物保健救护、动物检疫防疫、动物行为学等。凭借扎实的理论功底和丰富的实践经验,任课教师可以把动物保护、动物福利等理念贯穿到对学生的实验操作指导中,从而让学生真切感受到执行3R原则的科学性和必要性,并充分理解保护实验动物福利不仅是生态哲学的体现,也是实验结果科学性和可靠性的保证。
3.3生态哲学观点的普及 通过动物实验进行观测,可以获得真实、科学的结果来验证生物医学的假说,而经过多次实验验证后得到肯定的假说就可以上升成理论,为破解生命密码,攻克科学难题奠定基础。从这一点上说,动物实验是生物医学研究的基本途径和有效手段,而它的存在一定会伤害到用以实验研究的动物。动物实验是医药专业学生必须掌握的基本技能之一,但一些学生对使用实验动物存在抵触情绪,而动物福利的理解偏差往往是,致这种现象出现的主要原因。传统的学校教育、社会舆论乃至家庭教育都会单纯地把施韦兹的“敬畏生命的原则”、辛格的“动物解放伦理原则”等生物中心主义世界观误认为是绝对的伦理原则,而忽视了把“人-社会-自然”和谐发展的生态哲学以及发展中人类对生物资源的适度消费和再生利用的世界观传授给学生,以致学生出现片面理解动物福利理论的情况。
以生物平等主义为基础的生物中心论,推崇尊重生命,这种境界对人类的道德完善有所帮助,但这种世界观缺乏现实的可操作性。在人类社会的发展中,正确而合理地适度利用生物资源(包括动物资源)以满足人类的适度的、基本的物质需要,并且考虑“人-社会-自然”系统的整体性,使社会、经济、生态均得到持续发展,这就是生态哲学的理论观点。由此可见,动物实验与生态哲学并不矛盾,生物医学实验中关注动物福利并不是拒绝使用实验动物。
在课堂教学中,实验教师要充分利用生态哲学的上述观点,让学生在实验操作中重新反思动物福利问题,以逐渐消除学生朴素、片面的动物保护观念。任何“只考虑人的需求”或者“只考虑生物圈的整体性”的观点,都是不全面的,而科学的、少量的动物资源的利用并不损害生态潜力和生态完整性,关注动物福利也并不是完全、绝对地拒绝使用实验动物。认识到这一点,学生才能摆脱动物实验时的担忧与恐惧心理,在重视动物福利的前提下合理使用实验动物。
4结语
【关键词】 生物医学;动物;实验
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.09.785 文章编号:1004-7484(2013)-09-5430-01
近年来,生物医学研究工作发展迅猛,实验动物在生物医学研究中的作用也愈发突显出来。实验动物的应用领域非常广泛,无论是在疾病的预防、诊断、治疗方面还是药品、器械的安全性评价方面都非常理想,为众多生物医学研究提供了可靠的保证。我国实验动物应用发展日臻成熟,但是在实验动物管理工作中仍存在许多问题。如实验动物设施管理不规范、实验动物和标准化的实验环境及条件不规范等问题仍然十分普遍。这些问题不仅会对实验结果的准确性、可靠性和重复性产生较大影响,同时也严重违反实验动物福利原则。因此,建立系列的实验动物管理规范、开放专业动物实验室、创建动物实验服务技术平台等需要在今后的工作中逐步完善。
1 实验动物应用规范化
规范的实验动物模型的基本要求是能够准确再现,对影响因素严格控制,保证各项指标的一致性。生物医学研究中能够影响实验结果的因素主要有动物因素和环境因素,其中动物因素包括:遗传、性别、年龄、健康状况等;环境因素包括:营养、气候、理化、居住等[1]。因此,规范实验动物设施管理工作,对实验结果的可靠性具有重要意义。
1.1 实验动物设施规范建设 实验动物科学是一门边缘的、交叉的学科,需通多学科、多领域共同完成。在实验动物设施建设中,实验动物环境设施是核心任务,也是实验生物的生存基础。只有实验动物设施规范建设工作规范化才能提高教学和科研的质量,保证实验结果可靠。
实验动物环境设施按照功能的不同可分为实验生产设备和动物实验设施;在两种设施中根据空气净化程度要求的不同分为普通环境设施、屏障环境设施、隔离环境设施;三种设施环境又从安全性的角度划分为正压环境和负压环境[2],见表1。
1.2 实验动物消毒管理 不同的实验动物的饲养环境会不同程度地影响其生长发育情况及各项生理指标,这些因此都会影响到实验结果的准确性。因此,对实验动物饲养和实验过程中的消毒工作提出了非常高的要求。通过合理的人流、物流、动物流和气流安排,结合完善的消毒灭菌制度可以有效防止动物实验中发生交叉污染,保证动物实验的质量和可靠性。消毒工作[3]要以动物饲料、饮水、居住环境消毒为主,不断加强及完善饲养人员的职业安全卫生防护措施,规范操作流程。
1.3 人员管理 我院在实验动物管理中非常注重的工作人员的管理。动物实验设施工作的人员必须经过严格的技能培训与考核,能够熟练地掌握实验中的无菌操作和各种仪器设备的使用,并且严格执行标准操作规程(SOP),强化工作人员的无菌观念。
2 实验动物应用现状
2.1 实验动物种类和品系选择 目前生物医学研究选取的动物种类主要有:大鼠、小鼠、猪、犬、猴、兔、猫、豚鼠、果蝇、两栖类和鱼等[4]。各种动物所占的比例大概为:小鼠占38%左右,大鼠占25%左右,兔子占7%左右,犬占6%左右,其他特种占24%左右。在最新的调查中显示:大鼠的使用率呈下降趋势,小鼠的使用率在2002年首次超过大鼠;非哺乳动物的使用率逐步升高,鱼和果蝇的使用量也有所增加,鸡的使用率变化不大。
2.2 转基因动物应用 转基因动物(Transgenic Animals)是指可以用试验导入的方法使其外源基因在染色体基因组内稳定的进行整合,并能通过遗传复制给后代的动物。被导入动物基因组的外源基因被称为转基因(transgene)[5]。当外源基因在转基因动物体内表达并培育出表型与人类相似的动物模型,就被称为转基因动物模型。
目前,许多疾病很难通过人工定向培育的方法获得实验动物模型。转基因技术的出现为此提供了可能,转基因技术可以在动物原有遗传基因基础上,通过改变基因的表达水平以模拟人类疾病的动物模型。转基因动物模型产生疾病的原因清楚、模型动物的症状与人类相似。因此,转基因疾病动物模型在实验中的应用越来越广泛。
3 总结
实验动物对于人类健康的作用是不争的事实,动物实验是生物医学研究领域中不可替代的技术之一。近年来,由于人类对动物保护意识的兴起,实验动物面临严峻的伦理学问题日益突显出来。因此,在动物实验工作中要以人类健康为目的,在实验过程中将对动物的伤害控制到最低程度才能符合社会的伦理道德要求。
另外,要积极开展实验动物应用研究,规范实验动物工作,不断提高实验动物质量,以满足科研工作的快速发展;加强实验动物技术人员的培训和考核制度,定期对技术人员进行系统的学习和培训,提高人员素质。
参考文献
[1] 庞万勇,生,贺争鸣,等.美国实验动物医学发展简史——对中国实验动物医学发展的思考[J].中国比较医学杂志,2011,21(10):335-337.
[2] 张国伟,戾雪涛,彭涛,等.实验动物替代技术在中国实验动物部分调查初步报告[J].中国比较医学杂志,2011,21(10):1107-1109.
[3] 何宏星,黄黎玲,肖力,等.建立标准化动物实验技术服务平台的初探.实验室科学[J].2009,8(4):41-43.
1改革培养目标,使之与国家官方兽医和职业兽医制度接轨
为进入国家官方兽医和执业兽医培训、考核、认证制度实施的轨道,应使高等农业院校兽医专业的培养目标与国家需求相适应。辽宁医学院通过研究将兽医专业的培养目标定位于“培养国家兽医官与执业兽医师”,并在原有培养方案基础上按照官方兽医与执业兽医的要求对培养方案、培养计划进行重新设计与改革,使之与新的培养目标相适应。
2鼓励教师积极参加执业兽医资格考试
为了更好地与执业兽医资格考试接轨,学校应该鼓励教师积极参加执业兽医资格考试。教师只有参与到执业兽医资格考试当中去,才能身临其境,今后讲课也有的放矢。
3立足执业兽医考试大纲,更新教材内容
当前高校动物医学专业使用的大部分教材为统编教材,这些教材广泛收集并借鉴了国内外同类教材的优点,最大程度地反应了本学科发展的新理论、新成果、新技术、新方法,使教材更适应执业兽医人才培养和素质教育的需要。全国执业兽医资格考试大纲要求应试考生能够全面系统地掌握教材中的大部分内容,考察面广、难度大。由于学时所限,教师只能讲解教材中的部分内容,其他部分需要学生自学才能顺利通过执业兽医资格考试。应立足执业兽医考试大纲,精简教材内容使教师能够在有限的学时里将更多的知识点传达给学生。
4制作多媒体课件,开发应用多种课堂教学方式
充分利用现代化多媒体技术,提高课堂教学质量和效果,并将多媒体计算机技术引入实验教学管理。课件以文字、图像、声音、视频等多种界面为支撑,将临床病例、微生物的形态结构及其特征以及外科手术图片和过程等方面通过多媒体进行再现,使学生可以通过视听感觉获得知识,同时吸引学生的课堂学习兴趣并加深记忆。
5加强师资队伍建设,着力提高教师素质
首先,教师要形成“融素质教育与业务培养于一体、融知识教授与能力培养为一体、融教学与科研为一体”的教育思想;其次,教师应树立全面、正确的师德观,高度认识自己所肩负的育人使命,不断提高自身的思想觉悟;第三,教师不仅要在工作中不断地学习相关的业务知识和教育理论以不断地充实自己的业务知识和能力,更要积极开展教研和科研工作,将教研和科研工作当作不断提高自身创新能力和素质、推进教学工作、提高教学质量的重要途径。
6建设一批校内外综合实践基地,强化理论与实践相结合的教学
枯燥乏味的理论讲述不利于调动学生积极性,难以提高学生学习兴趣,教师在授课过程中应该根据临床经验和体会,结合临床讲授,这样有利于调动学生积极性。执业兽医资格考试的兽医综合知识试题着重考生理论运用于实践能力的考察,这要求在教学过程中应进一步加大实例讲授的比重。有效地开发课外教学活动,激发自学兴趣。着力建设以动物医院为基础的校内实践基地,以校企联合为校外实践基地,构建新型教学实践平台。通过建立校内外的综合实践基地培养学生的实践能力,为将来从事兽医行业打下良好的基础。
7根据课程特点,建立多样化的考核方式,注重能力培养
一、任务驱动法的含义
任务驱动,就是以目标或问题为导向,实施探究式教学活动,教师在教学过程中不再是以往“灌输式”、“填鸭式”的教育,而是更加重视学生学习积极性的提升。具体而言,就是教师在上课前对课程内容进行分析,并在上课时先讲解课程的基本原理与知识重点难点,然后在课堂中设置一个任务或者多个任务,由学生进行自由分组进行讨论,得出问题的具体答案,完成任务设计。机电一体化课程的理论性与实践性往往较强,课程中每一个章节都能够设置一个或者多个任务,比如在学习机械的传动部件设计中,包含了各种各样的传动方式,比如齿轮传动、丝杠螺母机构、滚珠丝杠副传动、间歇传动机构等,在进行任务设置时可以考虑让学生进行传动优劣比较,最终获得最佳的方案。任务驱动法的关键在于培养学生自主探索与创新能力,这对学生专业能力的提升有重要帮助。
二、任务驱动教学法在机电一体化教学中的实践
(1)呈现任务。呈现任务指的是教师在讲解相应课程前,必须整合与分析课程的具体内容与教学目标,编制相应的教学大纲,找出课程的重点与难点,然后设置一个或多个任务,多个任务设置应凸显层层递进的趋势,使学生从易到难对课程知识点进行掌握。在具体设计上,首先,要求教师正确理解任务与教学目标的关系,认识到教学目标旨在帮助学生掌握课程相应理论,机电相关技能与能力,这也是任务设置的主要依据。其次,教师应了解到任务是有学生来完成的,因此要根据学生的实际情况,对任务进行分层,可以设置为“了解、理解、掌握”三个层次,使班级的每名学生都能获得知识的相关理解。例如在微机控制系统这一章节,因其包含了微机原理、单片机、PLC等几门课程,因此理论较多,难度也较高,教师在进行任务设置时就应做好分层,对学习能力一般的学生设置帮助学生掌握相关微机概念的任务,对学习能力较好的学生设置理论理解与基本操作型任务,对学习能力优异的学生设置理论掌握、实践与创新型任务,促使各层级学生的理论与实践水平都获得一定的提升。
(2)明确任务。明确任务是任务设计的关键,在具体实施上,任务的明确主要是分析任务驱动是否区别于传统教学形式,将总任务分解成多个小任务,通过对任务进行细化,可以让学生的学习方向更加明确,任务设置还应具有较高的联系性以及适当的重复,这样即便学生对某一知识概念不能获得较深刻的理解,在后续的任务探讨方面,由于重复了之前的理论,学生可以统一再次分析获得对理论的深刻理解。在任务细化过程中,让学生在还没接受新知识前就去完成小任务是不现实的,因此在该过程中需要教师给予适当的引导,要求学生通过小组讨论或者自我阅读新知识,发挥主观能动性。
(3)完成任务。学生完成任务是任务驱动法最重要的过程,具体表现在教师课堂教学与学生的实践上。在实际教学中,教师主要是根据课程的基本情况,将任务对应到相应学习能力的学生上。比如,在课堂小任务进行上,若任务的难度较大,可以由教师给予学生相应的引导,让学生理解起来更加容易,而如果难度较低,则由学生自我讨论完成,或者学生自主思维完成,实际教学中,由于学生刚接触机电一体化课程,对机电相关理论的认识有限,因此教学过程中教师依旧处于主导地位。而对于学生而言,任务的完成需要发挥主观能动性,以便获得相关知识内容的理论与实践技能,采取分组讨论的方式,可以使学生之间进行相互合作,探讨研究,这能够培养学生的团队合作精神。
(4)评价任务。任务完成后,对学生的完成情况进行客观的评估是非常有必要的,这对学生个性思维能力的成长意义显著,并且也促使教师与学生的沟通与交流更加明显,通过积极鼓励与评价,还有利于提高学生的创作激情。因此,在实际教学中,教师应重视任务评价环节,根据学生具体表现来评价每一个学生,评价标准依据机电一体化课程的相关教学目标,指出学生表现优秀的地方,并提示学生任务进行中的不足,督促学生积极更正。
关键词:EXCEL 自动排课系统 智能 函数
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)09-0196-01
本文的设计是基于EXCEL的医用物理学自动排课系统。通过课程表提取出实验课表,排出学生轮换表,通过教学日历排出教师课程表和学生下次轮换表,进而自动生成具有实验,周次,节次,班级,教师,下次试验等内容的实验室课程表,方便老师查阅所需信息。老师可从课表中迅速了解自己需要上课的时间,班级,内容,学生也可以从表中了解下次试验的内容,所在实验室和老师的信息。由于设计过程大量使用绝对地址,相对地址的函数,随着原始表格变化最终生成的实验室课表自动改变,使系统具有高度自动化,智能化。
1、设计思路
1.1 分析排课所需遵循的约束条件
必须根据教学日历所规定的学时数排课。要让所有班级将计划中的课程上完。同一时间不能有相同教师,同一时间不能有相同班级。同一实验尽量同一实验室连续上完,减少实验室工作量。
1.2 设计目标及步骤
目标:创建一个表头含实验,周次,星期,节次,班级教师,下次试验的可自动生成的实验室排课表。
具体步骤如下:(1)从教务处发的11级第一学期课程表中提取所有医用物理学实验课,并在EXCEL中创建以实验课表为名的工作表;(2)遵循教学日历,将实验课任务按时间和实验室合理分配,创建以教师课程表为名的工作表;(3)观察实验课表和教师课程表发现所有试验需持续两周才能使每个班级都完成实验任务,故创建两周一轮的学生轮换表;(4)由于还需学生下次轮换到的课程和实验室信息,故根据教学日历和学生轮换表排出学生下次轮换表;(5)测试自动生成系统的运行情况,显示不妥处进行修改,功能无误后对各个工作表进行润饰;(6)课表排好后通过统计函数可以很方便的完成教师课时统计;(7)最后进行检测修改。
2、建立实验室课表框架
根据设计目标考虑,课程表应包括表头、实验、周次、星期、节次、类别、班级、教师、下次试验等信息,由于实验课全部是两周一轮所以同一行设计为两周的模式。同时实验课都是三节课连上,为使界面更加简洁明了,每天的课程节次分为123、678、晚上(或345、789、晚上)。为使表格更加的自动化,周次下面的日期输入,除第一个要手动输入外,其他的用函数语句实现,如C12单元格中输入程序语句:=C10+6,L11单元格中的语句为:=C12+1。
3、提取课程表
教务处发的课程表中有本部四张表,三全五张表,首先要做的就是从中提取有关医用物理学实验的部分,删除不需要的部分,然后整合为一张简单的表格。由于三全的班级依次排列与专业没有关系,故简易课表中三全的班级部分没有显示专业,仅以班级代替。
4、教师课程表安排
根据教学日历的安排,本学期共有七种实验课,四个实验室,要在第四到第十七教学周完成。按照单周单实验室计算次数,每个实验都应有八次。为了节约实验室的资源,方便老师上课。设计为前两周,所有实验室都上长度测量,接下来四周第十实验室,第十一实验室上液体粘滞系数测定,第十二实验室和第十三实验室上人耳听阈曲线的测定。最后八周教学周四个实验室分别上一种实验课。
5、学生轮换表制作
根据实验课表每天同一时间有八个班需要上实验课,十四个教学周完成七个实验,故排课时将课表定为两周一个轮回。前两周的实验需手动排出。由于班级一般是依次排列,在写出第一个班级后,之后七个空可用EXCEL以数列方式自动填充的功能进行快速输入。前两周的课表排好后,后面的班级轮换就可以用函数语句实现了。在这个过程中主要用了IF语句。该语句的说明是如果指定条件的计算结果为TRUE,IF函数将返回某个值;如果该条件的计算结果为FALSE,则返回另一个值。语法结构为IF(logical_test,[value_if_true], [value_if_false])。其中logical_test为必需填写。计算结果为TRUE或FALSE的任何值或表达式。value_if_true为可选项,logical_test参数的计算结果为 TRUE 时所要返回的值。value_if_false为可选项,logical_test参数的计算结果为FALSE时所要返回的值。
后面的班级轮换除了IF语句外还要用另一个函数OFFSET。即以指定的引用为参照系,通过给定偏移量得到新的引用。返回的引用可以为一个单元格或单元格区域。并可以指定返回的行数或列数。语法为:OFFSET(reference,rows,cols,height,width)
Reference作为偏移量参照系的引用区域。Reference必须为对单元格或相连单元格区域的引用;否则,函数OFFSET返回错误值#VALUE!。
Rows 相对于偏移量参照系的左上角单元格,上(下)偏移的行数。
Cols 相对于偏移量参照系的左上角单元格,左(右)偏移的列数。
Height 高度,即所要返回的引用区域的行数。Height 必须为正数。
Width 宽度,即所要返回的引用区域的列数。Width 必须为正数。
参考文献
[1]宗薇.高校智能排课系统算法的研究与实现[J].外交学院计算机中心,2011,28(12):389~392.
[2]石俊萍.高校自动排课系统的设计[J].软件导刊,2011,9(5):106~109.
关键词:数字化显微网络互动系统 医学细胞生物学 实验教学
中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)02(c)-0153-02
医学细胞生物学是医学课堂中非常重要的一门课程,所以实验教学的质量会直接影响教学效果,在医学细胞生物学的实验课堂中,主要用显微镜观察细胞的结构,而显微镜也是引导学生走向微观世界的重要途径,有助于学生对理论知识的正确理解,对细胞微细结构的空间和平面有一定的立体概念,但是显微镜也有一定的弊端,如师生缺少交流和讨论的方式受限,导致教学成果存在参差不齐,近年来,IT技术的不断发展,显微镜和图像处理技术以及数码摄像相联合,形成了一套新型的数字化显微网络互动系统,将其应用到课堂中,明显地改变了以往抽象、单一的教学方法。
1 底只显微网络互动教学系统的概念
在显微镜上安装数码摄像设备组装成图像分析和显微观察一体式的显微镜系统,利用相关的网络控制软件把数码显微镜与计算机联合在一起,可以让学生操作的显微图像随时传送到教师的屏幕上,教师可移动光标到具体的组织和细胞上,让学生加深理解,更有利于其他课件的应用,有效地提高了师生之间的沟通和研究,具有非常好的扩展性和开放性。江汉大学文理学院的互动教学系统选取的是捷达数码,在此系统上安装了实验教学软件和专业形态分析软件,这样有利于教师对学生进行统一的网络管理,提高效率,能生动形象地开展教学,也可让学生自我独立研究和学习[1],所以,数字化显微网络互动教学系统推动了医学细胞生物学实验教学的发展,满足了课堂多样性的需求。
2 数字化显微网络互动教学系统在医学细胞生物学实验教学中的优势
2.1 传统医学细胞生物学实验教学中的弊端
(1)缺乏实时监控、效率低。在传统的实验教学中过于注重理论知识,导致实验技能和综合能力严重匮乏,在教学中相关设备过于陈旧,导致很多验证性的实验教学无法操作,在课堂中时间有限,教师也只能对个别学生进行指导,不能及时地对全班学生进行辅导,所以,造成学生学习成果参差不齐,无法达到高效的实验课效果。
(2) 同学与师生之间缺乏讨论和沟通。在传统的实验教学中,因为时间和空间的限制,导致学生之间、师生之间的有效沟通非常少,学生只观察和操作自己的实验内容,老师回答学生提出的问题有限,在短时间内,学生无法得到老师的进一步指导。
(3)无法保存实验中的图像。因为不能随时传送和存储实验图像,对于比较好的材料、图像以及结果只能在本节课堂中展示,显微镜下的图像无法保留住,不能再其他的时间和实验中观看和应用,达不到资源共享的效果。
2.2 数字化显微网络互动教学系统优势
(1)实现了同学与师生之间讨论和沟通,在数字化显微互动实验中通过主机可以清晰地观察和控制学生端的数码显微镜的情况,对于出现问题的图像,老师可及时发现并解决,更可把显微镜下较为经典和特殊的图像调整到大屏幕上[2],让所有学生可以观看,达到资源共享的目的,改善了传统实验教学中的不足,充分地调动了学生的积极性和主动性,降低了教师的劳动强度[3],有效地提高了工作效率。
(2)丰富了实验教学中的内容,使其更具个性化。在教学中,老师和学生都可以对图像进行静态捕捉、动态录像捕捉和自动定时捕捉,这样有助于教师对实验教学中的难点和重点进行详细的讲解和巩固,学生可以把显微图像、实验结果存储,以便随时查看,也可长期保存,提高了学生对实验的认识和深刻理解,存储和捕捉特殊的现象以及实验结果,有利于课后师生之间研究和讨论。数码显微互动和多媒体连接,把较为抽象的教学内容利用动态的画面和声音直接展示出事物的发展全过程,把抽象的理论合理地形象化,内容具体化[4]。动态的画面、形象的展示,寓教于乐,让学校在短时间内接受更多的信息,扩展知识面,掌握更多的信息量,提高了学习效率。
(3)全面评价学生,实施实验考核。实验考核是考验学生能力和实验教学质量的重要手段,考核内容主要是实验报告和技能成绩,通过数码显微互动,学生了解教师相关要求,对图像或者图片的特征结构做好文字说明、标记、标识,之后传送给教师机,有助于教师进行批改和了解学生对实验掌握情况,教师可在每次实验教学中根据学生的使用操作能力和显微图像效果等进行评价。
3 教学效果和成绩
(1)提高了学生的实践能力和创新意识。实践能力包含操作能力、观察能力、思维能力、表达能力、创新能力和自学能力。在数码显微网络互动教学中,主要倡导学生的好奇、分析、思考和观察,在互动中发现并提出问题,敢于设想和假说。可以提高学生的观察和逻辑能力,通过分析问题解决问题,提高了创新意识的培养,在数码显微互动教学中,有利于学生把理论知识和实践能力相结合,灵活运用。
(2)促进了实验教学的全面改革。数码显微网络互动系统可以强化实验教学的目标,培养知识面广、素质高、能力强、基础扎实,具有实践能力和创新精神的新世纪医学人才,有效地降低了学科意识和验证性实验,提高多科整合的综合性实验和相关设计性,建立该院新实验教学体系,为学生提供了良好的实践、创新平台,在医学细胞生物学的实验教学中,应用数字化显微网络互动系统增加了实验的效率,以前观察细胞结构、功能和细胞器需要两节课时才可完成,现在一节课时即可,把多余的时间用于细胞培养等其他的综合实验,让学生了解和掌握更多的知识,实验教学的全面改革得到了学生的认可,数码显微网络互动系统可以让不同专业学科的学生进行交互渗透[5],打造一个综合性强、全能型的师资队伍,为实验教学改革发展奠定了扎实的基础。
4 结语
综上所述:数字化显微网络互动系统是把数码显微镜、计算机系统以及网络的优点相结合,为师生之间创造了良好的交流空间,把此系统应用到教学当中,将现代信息技术融入到科学心态的教学中,可以避免师生之间因为显微图像而产生的沟通障碍,可以让师生之间进行直观的交流和探讨;另外,有助于教师对全体学生或者成绩较差的个别学生进行辅导,提高学生的积极性,加深对理论知识的理解,锻炼了学生的综合能力,同时也为教师提供了丰富的教学手段,让医学细胞生物学实验教学发生了革命性的变化。
参考文献
[1] 苏红星,尚宏伟,张立新,等.数码网络显微互动教学系统在形态学实验教学中的应用与展望[J].基础医学与临床,2008,28(6):651-653.
[2] 廖静,戴洁,刘瑜.数字网络显微互动教室在病理教学中的实践和思考[J].首都医科大学学报:社会科学版,2009(增刊):296-297.
[3] 王菊,周宗瑶,幕晓玲,等.显微数码互动系统在人体组织学实验教学中应用效果评价[J].黑龙江医学,2014,38(1):100-102.
“3M”教学法” 教学改革 教学模型
一、“3M”教学法的构建
“3M”教学法的基本框架是以教学内容“模块化(Module)”为基础,以教学过程“活动化(Movement)”为主题,以师生关系“互动化(Mutualism)”为媒介。突破了传统的以教师及课本为核心的封闭式教学模式,强调以教学内容为焦点,以价值活动为核心,以师生互动为通道的开放式教学模式。“3M”教学法的理论基础是过程模式理论和学习情境理论。“3M”教学法的立足点是为学生的独立解决生产实际问题和团队合作能力培养创造最大的机会和最好的条件。“3M”教学方法是把在国内外都有广泛应用的模块化教学法、活动化教学法、互动化教学法有机的结合在一起,合理配置实践教学资源,激发了学生的专业兴趣,提高了学生的各项能力。
“3M”教学法突破传统的一块黑板、一只粉笔、一名老师,一群学生的教学方法。对“活动化、模块化、互动化”的教学法进行整合,充实提高,形成比较规范的“3M”教学法。通过3M教学法教学法,还原兽医临床的真实情景,把学生所学的抽象的理论与实践有机的结合起来,提高学生分析问题和解决问题的能力,同时也培养了学生的团队协作的精神。更好的为畜牧兽医行业输送应用性人才,为使教育多化的发挥其社会效益奠定了基础。
二、课堂教学模型:“3M”教学法在高职综合实训中综合应用的实践个案
本科教学的“综合实训”是对所学的各门专业课程知识的综合应用,也是检验学生的综合应用能力的一门专业课程。笔者采用“3M”教学法,把整个实训课程分成若干个模块,把学生3~4个小组,每个小组6~8人,根据学生的兴趣爱好随机分配题目,然后每组的学生针对题目进行准备、详细分工。整个实训以学生为主体进行,教师同时参与讨论,指导帮助学生设计实验内容。
1.选择对象
选择2008级动物医学专业45、46班(动物防疫检疫方向)本科班学生为试验班,2008级动物医学专业47、48班(兽医临床和预防兽医学方向)作对照班。
2.题目分配
根据培养目标和教学大纲安排教学内容设置教学模块,针对模块设置问题,根据学生的兴趣爱好选择模块问题,并提前查阅资料,设计实验方案。以“鸡病的诊断与防治”实验项目为例,将实验项目分成四个模块,分别为“临床诊断”模块、“微生物学诊断”模块,“免疫学诊断”模块、“鸡病的防治”模块。
3.试验方案的实施
教师负责提供临床病例及提供病例基本信息,学生按照小组制定的试验步骤进行临床诊断、微生物学诊断、免疫学诊断,各小组成员对试验结果进行讨论,得出结论制定防治措施。之后各小组对所制定的措施再进行讨论,最后各小组分别进行做总结汇报。
4.教师在实训中的作用
教师引导讨论,听报告的学生的试验设计并对设计内容进行提问,以完善试验设计。在分组间讨论中,对试验结果进行方案进行评估,同时把握讨论气氛的作用,这就要求指导老师必须对所涉及的教学领域有较为广泛的知识面、较深的理论与实践水平,有良好的组织协调能力和良好的人格魅力,善于从学生结论和观点中发现问题、提出问题,并解决问题。
5.教学效果评价
通过1个月的实践教学,笔者对实验班进行问卷调查。
从调查结果可以看出,大部分学生认为“3M”教学法对自己各方面能力提升都大有裨益,这有利于师生间形成融洽的关系,从而活跃课堂气氛。师生共同营造的这种氛围及和谐的师生关系对提高教学效果如同一副“增效剂”,有效地激发了师生追求更理想教学目标的新境界。由此“3M”教学法是一个相互学习、教学相长的过程。
6.“3M”教学法存在的问题
学生综合运用知识的能力缺乏,为了更好的完成实验设计,在实训课程前教师需要各学科的知识进行引导复习,一定程度的增加了教师的工作量。
只能用于实训课教学中,案例须预先布置学生做好充分准备,一定程度上增加了学生的学习负担,且讲解耗时长,不宜于课堂中使用。必须合理使用“3M”教学法,不能因为要使用“3M”教学法而造成理论教学内容的紊乱。
通过实践证明,“3M”教学法是提高动物医学专业学生“综合实训”教学效果的有效方法。“3M”教学法既提高了学生对各门课程的综合应用能力,又培养了学生分析问题、解决问题及临床思维能力,同时提升了教师的综合素质,达到了教学相长、事半功倍、互利互赢的教学效果,是值得肯定的一种教学模式,适应当前兽医临床教育改革的新形势,对培养新型动物医学人才具有重要的意义。
【关键词】大学物理实验 移动终端 Access
1 引言
Access数据库简单易懂,图形化操作,在高校实验数据管理和处理有着广泛的应用。为教师课后核对学生实验报告,判定实验效果提供依据。学生通过实验室电脑将实验数据录入到Access数据库中,系统会自动处理数据并保存。但是录入过程时常出现排队现象,效率低下。
为了解决以上问题,在Access数据库基础上结合技术,开发基于移动终端的大学物理实验数据录入与处理系统。学生可通过手机终端随时提交实验数据,30个学生几分钟内就可全部录入完毕。教师也可在第一时间了解学生实验情况,极大提升了实验教学管理水平。
2 数据录入与处理系统的设计
2.1 系统方案
选用+Access方案、采用B/S(浏览器/服务器)模式,技术进行前台web页面开发。使用C#语言进行编程,通过技术访问后台Access数据库,结合无线局域网接入技术访问服务器。
2.2 系统特点
系统能满足30多人无线网络接入能力、能自适应不同尺寸手机、能快速录入数据、能实时分析查看学生实验数据和处理结果、系统易用可靠且投入少。
2.3 系统功能结构
根据系统特点,分前台网站和后台数据两部分设计。前台主要是实现学生登入、实验项目选择、数据录入、查看录入数据等功能。后台则直接使用Access2007对具体实验项目数库进行管理和查询。
2.4 构建开发环境
2.4.1 开发环境
网站开发环境:Microsoft Visual Studio 2008集成开发环境。开发语言:、C# 。
后台数据库:Microsoft Access2007。开发环境运行平台:Windows 7(SP1)/xp/Server。
2.4.2 服务器端
操作系统:Windows 7(SP1)/xp/Server。Web服务器:Internet信息服务(IIS)管理器6.1。
数据库:Microsoft Access2007。网站服务器运行环境: Framework SDK v2.0。
2.5 系统硬件平台
为了满足30多人连接,采用多个无线路由器配合交换机建立连接点。同时将无线路由器的无线发射频率段错开。学生分组连接到对应Wi-Fi热点即可。
2.6 前台网站关键技术
2.6.1 页面设计
网站针对移动终端设计,要能自适应不同大小的手机。同时由于手机屏幕比较小,且实验录入数据量大。设计关键点如下:
(1)允许网页宽度自动调整。
(2)相对宽度替代绝对宽度、使用相对大小字体。
(3)使用流动布局方案。
(4)探测屏幕分辨率,针对不同分辨率编写不同CSS规则,并自动加载相对应CSS文件。
(5)运用带提示的文本输入框。
2.6.2 用户认证登入
采用后台数据库直接导入学生信息,学生登入时候要求输入姓名、密码。
2.6.3 数据规范验证
提交的数据要验证判断,过滤掉非法字符,只有符合才能提交到后台数据库中。
2.6.4 数据库的连接
使用System.Data.OleDb的对象, 连接和操作创建好的Access数据库。指定数据库文件路径,或采用安全性高的Server.MapPath相对位置方法。关键连接代码如下:
Stringstr="provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;DataSource="+ Server.MapPath("Db_Stu.mdb") + ""; //使用相对路径
OleDbConnection con = new OleDbConnection(str); //构造连接对象
con.Open(); //打开连接
2.7 后台Access数据库设计
我院开设了16个大学物理实验,12个实验需学生录入到系统中。系统中包含1个Db_Stu.mdb数据库文件它存储着实验学生信息,12个Access数据库文Experment01.mdb~Experment12.mdb 分别对应着12个实验项目。每个实验项目数据库文件中,都包含有实验数据记录表、数据处理查询表和数据处理结果显示窗体。通过Access内部提供的丰富数学函数,在查询表中根据各个实验具体物理计算公式,编写相应运算规则,完成数据处理过程。最后在Access中建立数据处理结果显示窗体。
2.8 光学实验“分光计测定三棱镜顶角实验”介绍系统运行
2.8.1 前台录入
设置lab1和lab2无线路由器同服务器处于同一网段内,服务器/教师端为静态ip地址为:192.168.2.1。服务器上启动Internet信息服务(IIS)管理器6.1,运行数据录入与处理系统网站。学生手机终端通过wifi分组连接到lab1或lab2无线路由器,在手机终端web浏览器输入服务器ip地址:192.168.2.1。即可进入登入界面,输入正确用户名和密码后,选择进入分光计测定三棱镜的顶角实验项目。
根据实验要求需要测量三棱镜AB面左游标、AB面右游标、AC面左游标、AC面右游标的值各5组。考虑到录入时数据处理方便,采用度值与分值分开录入方式。界面上使用带提示的录入文本框,能有效引导数据正确录入,同时保持界面简洁,提高录入效率。点击提交,提示录入成功后,学生实验数据就保存到实验对应的Experment12.mdb数据库中。
2.8.2 后台Access数据库结构、处理、查看
教师在服务器上用Access2007打开Experment12.mdb数据库文件,在浏览类别中单击窗体,选择已设计好的分光计测定三棱镜顶角实验数据处理系统窗体。教师可通过选择班级、输入学号、姓名方式实时查看学生的实验数据和处理结果等。界面如图1所示。
3 结束语
(1)随堂实验数据录入,一定程度上保证实验数据的真实性。
(2)本系统投入到实验教学后,运行稳定,师生反应良好。教师对学生实验结果评价更客观,更准确,同时大大提高工作效率。
(3)日后在实验仪器管理和维护方面,还可以通过分析和统计仪器上积累的实验数据,发现潜在问题仪器并采取针对性保养和校准。
参考文献
[1]姚远.大学基础类实验数据自动处理分析系统[D].西安:西安电子科技大学(硕士论文),2008.
[2]明日科技,吕双,房大伟,刘云峰等学习手册[M].北京:电子工业出版社,2011.
[3]明日科技,郑齐心,房大伟,刘云峰等项目开发案例全程实录[M].北京:清华大学出版社,2011.
[4]郭靖等开发技术大全[M].北京:清华大学出版社,2009.
一、创造宽松、自由的舞蹈教学氛围,促进幼儿艺术审美情感的发展
心理学研究证明:人的知觉分为情感知觉和理智知觉两种。当这两种知觉达到完全协调时,人的思维才最活跃、想象力才最丰富、记忆力才最旺盛。幼儿的特点往往是情感外露并支配理智,情绪容易波动。因此舞蹈教学应建立在轻松、自由的基础上,教师和幼儿都保持愉快心情的情况下进行的。因此,教师首先要为幼儿积极创造一个宽松、愉快的氛围,以幼儿为主体,主要是从幼儿的兴趣点出发。兴趣,是一切活动顺利进行的引导线,特别是幼儿的舞蹈教学活动,更应该以兴趣为主。因此,教师在日常生活中应仔细观察幼儿的兴趣点是什么,并及时捕捉住,加以引导,再把问题反馈给幼儿。其次,教师要积极关注幼儿,与幼儿进行有效的讨论。虽然合作双方的经验水平不对等,但教师不应因此去控制、限制幼儿的行为,或代替幼儿的研究探索,相反,教师应强调幼儿的主动探索和自由表达。舞蹈本是一门情感的艺术,幼儿只有在良好的情感状态中学习舞蹈,才能充分地体验舞蹈美并表现出来。因此在教学中,教师要凭着一颗诚挚的心热爱幼儿、尊重幼儿,建立彼此间亲切、和谐而良好的感情联系。课堂上耐心讲授,训练时热心辅导,用爱心去和他们沟通,用美去点燃他们求知的心灵之光, 这样才能使幼儿产生积极愉快的情绪,提高幼儿参与舞蹈教学活动的主动性,促进幼儿艺术审美情感的发展。
二、建立新型师生关系,用欣赏的目光促进幼儿艺术审美能力发展
1、平等型关系。首先,要有意识地引导幼儿成为活动的主人。如:选择舞蹈教学内容、创设舞蹈教学的环境、制定舞蹈规划、舞蹈角色选择等方面不是教师对幼儿的单项制约,而是出自幼儿意愿的行为;其次,可采用集体讨论方式鼓励幼儿对活动环节提看法、提要求,倡导民主气氛、培养平等观念。再次,鼓励幼儿大胆向老师提出意见和建议,对意见和建议做出积极的反应,并对此行为给予鼓励和肯定,缩小师生间的距离,形成坦诚、宽容的师生关系。
2、支持型关系。在舞蹈《小燕子》的教学中,因为每个动作都有它可创造的一面,我就没有硬性教给孩子小燕子飞、转圈、休息等动作,而是给幼儿创设好环境,提供了音乐、道具、图片、故事,让幼儿倾听、欣赏、表演。幼儿有了积极的参与意识,在教师有目的的引导下,孩子们创造出各种小燕子生动活泼的动作,他们愉快地表演着,也在愉快的环境下身心得以满足。但我们也会发现,孩子所用动作有时会不尽相同,总有一些独创之处,这时教师要擅于捕捉幼儿独特“创作”,并将它的“创作”在大家面前示范给予肯定,用亲切的、欣赏的目光鼓励孩子们用身体自由的表达,当孩子的“创作”被教师肯定表扬后,便提高了创作的兴致,孩子们会在这种支持的氛围下,获得极大的乐趣,激发出最原始的创造力。
3、情感型关系。情感交流是一种心灵的交汇,人们只有在相互相信、尊重的基础上,才会把自己的想法对对方进行表达,进行相互的交流。因此,教师应在幼儿碰到困难时,给幼儿以一个鼓励的眼神或者一句鼓励的话语,让幼儿始终有一种动力:我一定能行!在幼儿体验到成功时,给幼儿以肯定,让幼儿品尝到成功的乐趣。情感的互动可以让幼儿在爱的滋润下养成自尊、自爱、不怕困难、乐于探索的良好品质。同时,教师要多观察了解幼儿的情绪反应,真诚让幼儿敢于舞蹈,敢于表现,从而进一步强化彼此的情感联系,更好地促进幼儿艺术审美能力的发展。
三、采用多种幼儿舞蹈教学的具体方式,完成幼儿艺术审美体验
1、要用语言讲解法。在幼儿舞蹈教学当中,教师对动作的语言讲解要生动形象、通俗易懂。比如,转手腕这一动作,教师告诉幼儿,现在你到果园里抓住了手上的一个大苹果,想把苹果摘下来必须转动手腕拧一下,那么幼儿就很容易在这美妙的语言讲解中掌握该动作。
2、再用动作示范法。教师要用准确、形象、富有感染力的示范动作来表演舞蹈作品,促使幼儿对要学习的舞蹈内容有一个完整清晰的印象。示范时还要伴随着语言讲解,面向幼儿做镜面示范。同时,示范动作要优美、准确。
3、组合幼儿动作编排。在教幼儿舞蹈时,教师可先启发和引导幼儿根据歌词内容和配乐,自己动脑动手编排舞蹈动作,然后再对幼儿编排的舞蹈动作进行改善。这能大大提高幼儿的分析能力和综合能力,使他们能将自己所学到、看到的舞蹈动作表现出来,并将之组合成为舞蹈。
4、以游戏法表演。即运用游戏的形式和口吻进行舞蹈表演的一种方法。在舞蹈教学中教师应让幼儿感到舞蹈学习活动是一种快乐的游戏活动。比如,在学习鸭走步时,教师可扮演鸭妈妈,让幼儿当鸭宝宝.请鸭宝宝跟着鸭妈妈去学本领。